陕西省西安植物园（陕西省植物研究所）生物多样性研究中心黎斌团队科研人员，联合陕西省林业调查规划院、陕西长青国家级自然保护区管理局，完成了太白杓兰及其近缘种黄花杓兰的群体尺度叶绿体基因组研究。研究获得62套完整叶绿体基因组，为杓兰属植物的系统发育、分子标记开发和保护遗传学研究提供了可复用的数据资源。

太白杓兰是分布范围狭窄的珍稀兰科植物。受保护管理要求限制，野外研究难以开展破坏性或大规模采样。在自然保护区工作人员协助下，研究团队经许可对太白山天然种群进行采样，每株仅采集少量叶片，共获得62份样品，包括来自4个种群的53株太白杓兰和来自1个种群的9株黄花杓兰。

研究人员利用总DNA测序数据完成叶绿体基因组的从头组装和注释。62套基因组均形成完整环状序列，并保留典型的四分体结构。太白杓兰叶绿体基因组长度为197,570-204,050 bp，黄花杓兰为191,252-93,092 bp。按照最终GenBank注释中的完整编码序列统计，两个物种分别包含79个和75个非冗余蛋白质编码基因。差异主要涉及ndhA、ndhB、ndhF和ndhK；这些基因在太白杓兰中具有完整编码序列，而在黄花杓兰中未获得完整编码序列注释，提示其可能发生假基因化或部分丢失。

图1　太白杓兰和黄花杓兰代表性叶绿体基因组结构图。

群体比较共识别5,574个单核苷酸多态性位点和60,941个插入缺失变异。变异主要分布在大单拷贝区和小单拷贝区，反向重复区则较为保守。ycf1、部分ndh基因以及psbB-clpP1、trnE-trnT、atpB-rbcL和trnP-trnS等基因间区具有较高变异，可作为物种鉴定和群体研究的候选标记区域。研究还在小单拷贝区发现大型倒位多态性，两种结构单倍型均见于太白杓兰和黄花杓兰，为研究杓兰属叶绿体结构演化提供了新线索。

图2　叶绿体基因组核苷酸多样性分布。单拷贝区集中了主要变异，反向重复区较为保守。

基于共享完整蛋白质编码序列构建的系统树将两个物种清晰分开，太白杓兰和黄花杓兰分支均获得100%的统计支持，验证了样品鉴定和基因组组装的可靠性。太白杓兰样品具有较高的叶绿体单倍型多样性，但4个采样种群之间未形成清晰的地理分群。鉴于叶绿体基因组通常为单亲遗传，且两个物种的样本量不同，该结果反映的是叶绿体遗传变异，不能单独用于推断完整的种群历史。

该数据集兼顾保守编码区和高变异非编码区：前者适用于物种鉴定和系统发育分析，后者可用于筛选种群遗传标记。未来结合核基因组、生态环境和长期种群监测数据，可进一步评估太白杓兰的遗传资源状况，为就地保护和种质保存提供依据。

原始测序数据已存入NCBI Sequence Read Archive，研究编号为SRP709247，BioProject编号为PRJNA1477766。62套组装和注释后的叶绿体基因组已存入GenBank，登录号为PZ569021-PZ569082。

该成果以 “A population-scale chloroplast genome dataset for the endangered orchids Cypripedium taibaiense and C. flavum” 为题，于2026年7月14日在国际学术期刊 Scientific Data 在线发表。论文DOI为10.1038/s41597-026-07870-4（https://doi.org/10.1038/s41597-026-07870-4）。

该研究得到陕西省科学院基础研究计划（2022K-13、2023K-14、2024p-05）、陕西省重点研发计划（2025NC-YBXM-057）、国家自然科学基金（32201588）及陕西长青国家级自然保护区管理局相关项目资助。